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混凝土率型内时损伤本构模型
作 者: 刘浩
导 师: 宋玉普
学 校: 大连理工大学
专 业: 结构工程
关键词: 混凝土 应变率 内时损伤 本构模型 非线性分析
分类号: TU528
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
混凝土是一种典型的率敏感性材料,不同应变速率下混凝土的强度和刚度都有着很大差异。工程结构在其服役期内都不可避免的要承受动力荷载的作用,如地震荷载、风荷载及爆炸荷载等等。为了更好的描述混凝土结构在动力、冲击荷载作用下的强度和变形特征,本文结合内时理论和损伤理论建立了一种考虑混凝土率效应的内时损伤本构模型。该模型的特点是:将混凝土材料的受力软化效应分解为密实状态的塑性效应和由微裂缝扩展引起的刚度退化效应。前者由内时理论来描述,这使该模型摆脱了一般弹塑性模型中屈服面的概念,从而更符合混凝土的变形特性,并且简化了非线性计算过程;后者由损伤理论来描述,根据混凝土的动力试验结果建立了增量型的损伤演变方程,从而使该模型能够较好的反映混凝土的动力特性。最后,应用本文建立的模型对一钢筋混凝土框架结构进行了弹塑性分析。结果表明,当结构承受地震作用时,应变率对结构的受力性能影响较大,特别是在大震作用下,应变率的影响较小震下更为明显。
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全文目录
摘要 4-5Abstract 5-81 绪论 8-16 1.1 选题背景及研究意义 8-9 1.2 混凝土动态力学性能研究概述 9-11 1.2.1 应变速率对混凝土抗压强度、抗拉强度的影响 9-10 1.2.2 应变速率对混凝土变形特性的影响 10-11 1.3 混凝土材料本构模型研究概述 11-13 1.4 建筑结构弹塑性分析发展概况 13-14 1.5 本文主要研究内容 14-162 率型内时损伤本构模型的建立 16-44 2.1 前言 16-17 2.2 损伤变量的定义 17-23 2.2.1 损伤力学理论简介 17-19 2.2.2 几种常见的混凝土损伤力学模型 19-22 2.2.3 混凝土三维拉、压损伤变量 22-23 2.3 有效应力σ_(ij)~n的内时弹塑性关系式 23-27 2.3.1 内时理论简介 23-25 2.3.2 内蕴时间的定义 25-26 2.3.3 内时弹塑性本构方程 26-27 2.4 增量型损伤演变方程 27-39 2.4.1 混凝土的动态破坏准则 27-33 2.4.2 非线性指标 33-34 2.4.3 等效一维损伤演变方程 34-38 2.4.4 损伤变量计算流程 38-39 2.5 率型内时损伤本构模型程序的编制 39-44 2.5.1 ABAQUS程序简介 39-40 2.5.2 ABAQUS用户材料子程序的原理 40-42 2.5.3 本文模型子程序的编制 42-443 模型验证 44-56 3.1 单元测试 44-52 3.1.1 单轴直接拉伸 44-47 3.1.2 单轴压缩 47-48 3.1.3 单轴加卸载及循环加载 48-52 3.1.4 轴比例加载 52 3.2 算例 52-564 模型在建筑结构弹塑性分析中的应用 56-72 4.1 建筑结构弹塑性分析基本原理 56-59 4.1.1 静力弹塑性分析方法基本原理 56-58 4.1.2 弹塑性时程分析方法基本原理 58-59 4.2 工程概况 59-61 4.3 静力弹塑性分析 61-66 4.3.1 计算模型 61-62 4.3.2 分析结果 62-66 4.4 弹塑性时程分析 66-72 4.4.1 计算模型 66-67 4.4.2 分析结果 67-725 结论与展望 72-74 5.1 本文主要工作及结论 72 5.2 展望 72-74参考文献 74-76攻读硕士学位期间发表学术论文情况 76-77致谢 77-78
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品
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